BHV-BTS 動物行為實驗站建設解決方案

       一、動物行為實驗站簡介：

       動物行為實驗由于是動物整體生理和心理狀態(tài)綜合、全面和實時效應的反應，被認為 是人類疾病表現和發(fā)病機制研究，新藥發(fā)現、安全和風險監(jiān)測分析的基本實驗手段，在醫(yī)學、藥學、生 命科學和軍事醫(yī)學等研究領域具有不可替代的地 位和作用，越來越受到國際科學界的廣泛重視。

       二、動物行為實驗方法學的發(fā)展歷史 ：

       動物行為實驗方法的起源要追溯到公元前384——公元前322年，現代醫(yī)學奠基者 Aristotle 在其著 作中，論述了用人工觀察的方法描述并記錄了 540 種動物的生活史和行為。17至18世紀，研究者應用人工觀察方法，研究不同物種動物的行為發(fā)生發(fā)展機制。德 國 的 Johunn Pernaller 和 法 國 的 Chorles George Lereg分別對鳥和大型動物的捕食行為進行了研究。Darwin1859年《物種起源》、1871年《人類的由來》的問世，開始了將動物行為實驗結 果推演到人類自身行為的研究時代。1906年，動物學家 H.S.Jennings出版了本與動物行為實驗方法學相關的專著《原生動物的行為》。1927 年Pavlov利用狗完成的經典的條件反射實驗，首次對動物學習記憶行為的產生現象進行了系統(tǒng)研究，發(fā)表的《大腦兩半球機能講義》專著使得實驗動物行為學研究在國際上引起廣泛重視和關注，各種動物行為實驗方法也應運而生。1931年生物學家Ting Bogen和Lorenz在自然和半自然條件下，對動物的行為進行了長期的研究，形成了動物行為分析和行為生態(tài)研究相結合的實驗動物行為學。20世紀30年代，B.F.Skinner利用自行研制的斯金納 箱研究鴿子的操作性條件反射行為，為后來的操作式條件反射學習記憶行為研究奠定了基礎。當然這些人工手段為主的研究方式的缺陷是顯而易見的，如限制了同時進行實驗的動物數量，使得實驗周期延長，不但耗費大量的人力、物力，而且對于一些要求較短實驗周期的動物模型無法進行研究; 

      其次，人工觀察會對動物行為本身產生影響，影響實驗環(huán)境; 最后，實驗者通過觀察動物行為及其變化進行記錄，在描述實驗結果時不同的實驗人員可能有不同的記錄，不能確保實驗結果的精確性、客觀性和完整性，并且人肉眼觀察到的信息是有限的。 18 世紀以來隨著紅外傳感器、阻斷磁場、多普 勒轉換等新興檢測技術的出現，動物行為學實驗方法有了質的跨越，實現了從人工到機械化自動監(jiān)測 的轉變。一些新的行為學實驗方法不斷用于動物 行為學研究，可以采集動物外表活動表現( 自發(fā)活 動、吃、喝、站立、驚恐、顫動、癲癇、靜止、睡眠) ，并進行長時監(jiān)測，同時使得行為學的客觀和定量評價成為可能。我國科學家自上世紀80年代開始，研制開發(fā)了以紅外感應、壓力傳感等傳統(tǒng)技術為主的 動物自發(fā)活動、學習記憶、疼痛等行為實驗方法。 張均田等應用紅外感應原理的跳臺和避暗實驗方 法，進行了十二種化學藥品對小鼠學習記憶損害的 比較研究。不過，這些實驗方法仍需要專家經驗和大量的勞動，容易導致疲勞和注意力分散，數據 標準有內在的可變性和主觀性; 而且主要采集的是 動物單一的行為活動，不能提供對復雜行為學、或 伴隨發(fā)生的生理或生物力學變化的評價。需要重 復測試同一批動物，或應用大量的動物才能獲得多信息。 二十世紀隨著計算機的出現，計算機、成像、電 子工程和信息等多種新興學科的迅速發(fā)展和各種 新技術向動物行為實驗領域的交叉滲透融合，一些 能同時捕獲多種行為信息的設備不斷問世，動物行 為學實驗方法不斷得到改進和完善。如荷蘭 EnthoVision、法國 ViewPoint、西班牙 Smart 等動物行為分析系統(tǒng)，可以獲得動物在特定區(qū)域的運動路程、運動軌跡、站立次數、時間、速度、進入該區(qū)域的 頻次等。自動智能化的動物行為分析系統(tǒng)的研 究對象可以涵蓋大小鼠等嚙齒類動物、斑馬魚、 大型哺乳動物等。動物在群體中的行為更接近 動物行為的本質。近年來，動物個體在群體行為的 研究方法有所突破，實現了動物的精準識別，長時檢測，并可同時檢測動物的多種行為。

     三、動物行為實驗站的應用：

     動物行為學實驗方法的研究涉及到實驗動物、 醫(yī)學、藥學、電子工程、計算機和圖像識別等多學 科、跨領域交叉和集成，有可能促進多學科的融合 和新學科的產生，使人類認識生命和疾病過程的方 法和手段從整體和綜合的角度得到充實和完善。 動物行為實驗研究將為探索認知、情緒和運動等復 雜生命現象，保障人類將來長期在太空、極地和深 海等生活環(huán)境的健康，發(fā)現新的生命現象提供得天獨厚的實驗手段。

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